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温湿度传感器DHT11模块是常见的传感器，其湿度的测量范围是5～95%，温度的测量范围是-20～60℃，尽管其精度低，误差大，但对普通家用来说是可以满足的。这个传感器在之前也做过测试，本次测试则是按照传感器的通讯方式重新编写代码，读取数据的过程在一个函数内完成，程序简洁明了，执行的效率也提高了。
DHT11传感器是单线通讯协议，平时DHT11模块处于低功耗休眠状态，主机将数据线拉低20ms，然后拉高数据线，DHT11模块便开始响应，首先给出83毫秒的低电平和87毫秒的高电平应答信号，随后便输入40位‘0’或‘1’数据，包含2个字节的湿度数据、2个字节的湿度数据以及1个字节的和校验数据。完整的时序如下：
DHT11的应答信号及数据时序如下：
通讯协议的特征如下：
本次的代码就是按照这些数据编写的，其中判断‘0’和‘1’的方法是通过检查循环次数多少来判断的，而之前的代码则是通过高电平开始后延时40微秒后再读取数据线的电平来判断。
按照上表，信号‘0’的高电平时间为24毫秒左右，信号‘0’的高电平时间为71毫秒左右，而我的读取循环是从100开始每毫秒递减，代码如下：
- retry = 100;
- while((DHT11_GetValue()>0)&&retry>0){
- retry--;
- delay_us(1);
- }
开始我没有考虑其它代码执行需要的时间，简单地以retry变量数据50为分界线，低于50认为是信号‘0’，高于50则认为是信号‘0’，可实际执行却是读取的全是0。在测试过程中我用一个LED引脚来模拟DHT11信号，即根据DHT11信号线的状态来改变LED引脚的电平，从时序图上看除了稍有滞后外模拟基本正确，但均未读取到有效数据。下面时序图的第一行是DHT11的数据线，第二行则是模拟的LED引脚电平：
最后我只好通过数组将每个信号保存下来，最后发送到串口调试助手来观看，发现上述代码的循环时间远远超过1毫秒，信号‘0’时只循环了2次左右，信号‘1’也仅循环了5次左右。下图为各个信号的retry数值：
最后我将retry值的分界点定在97，才成功地读取出数据。下面是完整的读取函数：
- /*********************************************
- * 函数名称：DHT11_Read_Val()
- * 函数功能：读取温湿度传感器数据
- * 入口参数：无
- * 出口参数：无
- * 备注：数据存放在全局变量DHT中，DHT[0]=湿度整数部分，DHT[1]=湿度小数部分，DHT[2]=温度整数部分，DHT[3]=温度小数部分，
- * 湿度值(范围:20% RH ~ 90% RH 分辨率：0.1%RH 精度：±5% RH (25℃))
- * 温度值(范围:0℃ ~ 50℃ 分辨率：0.1℃ 精度：±2)
- *********************************************/
- void DHT11_Read_Val(void)
- {
- uint8_t i,j,dat,retry;
- DHT11_SetDigitalOutput();
- DHT11_SetLow(); //拉低DQ，发送启动信号
- delay_ms(20); //等待18~30ms
- DHT11_SetHigh(); //DQ=1
- delay_us(20); //主机拉高20~40us
- DHT11_SetDigitalInput(); //总线切换到输入模式
- retry = 100;
- while((!DHT11_GetValue())&&retry){
- retry--;
- delay_us(1);
- }
- if(retry==0){ //低电平响应信号超时
- return;
- }
- retry = 100;
- while((DHT11_GetValue())&&retry){
- retry--;
- delay_us(1);
- }
- if(retry==0){ //高电平响应信号超时
- return;
- }
- for(j=0; j<5; j++){ //持续读入五个字节数据
- dat = 0;
- for(i=0; i<8; i++){
- retry = 100;
- while((0==DHT11_GetValue())&&retry>0){
- retry--;
- delay_us(1);
- }
- retry = 100;
- while((DHT11_GetValue()>0)&&retry>0){
- retry--;
- delay_us(1);
- }
- dat<<=1; //左移一位
- if(retry<97)
- dat|=0x01;
- }
- DHT[j] = dat;
- }
- if(DHT[4]==DHT[0]+DHT[1]+DHT[2]+DHT[3])
- DHT[4] = 0;
- else
- DHT[4] = 1;
- }
下图为测试的过程：
这是屏幕中显示读取的数据，前面是湿度值，后面是温度值：
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